축소 확대 노즐의 열전달 해석을 위한 열전달 계수 계산 및 검증

초록

일반적인 축소 확대형 초음속 노즐에 대한 열해석에서 경계조건으로 사용되는 벽면의 열전달 계수는 노즐 전체의 열해석 정확도에 영향을 미친다. 이에 많은 열전달계수 도출 방법이 제안되어 왔으며, 본 연구에서는 각각의 기법들을 실제 실험 조건에서 열전달 계수를 계산하고 비교하고자 하였다. 이를 위해 기 수행된 벽면 등온 노즐의 열전달실험에 대해 이론 기반의 analogy 기법과 반경험식, 유체전산해석을 통해 열전달 계수를 도출하고 실험결과와 비교하였다. 해석 결과는 반경험식들은 전반적으로 다른 방법에 비해 대류 열전달 계수를 과도하게 예측하고, Prandtl-Taylor analogy 기법과 k-ω SST 모델을 적용한 전산해석 결과가 실험결과와 비교적 잘 일치하는 경향성을 보였다.

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